RU2785258C1 - Vehicle traffic control system with considering the task, information radius and risk - Google Patents

Vehicle traffic control system with considering the task, information radius and risk Download PDF

Info

Publication number
RU2785258C1
RU2785258C1 RU2022104024A RU2022104024A RU2785258C1 RU 2785258 C1 RU2785258 C1 RU 2785258C1 RU 2022104024 A RU2022104024 A RU 2022104024A RU 2022104024 A RU2022104024 A RU 2022104024A RU 2785258 C1 RU2785258 C1 RU 2785258C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
task
vehicle
information
risk
coordinate
Prior art date
Application number
RU2022104024A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Викторович Трушин
Владислав Петрович Ковалев
Артём Юрьевич Сергеев
Максим Александрович Захаров
Виктор Владимирович Филистеев
Original Assignee
Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Университет Имени Князя Александра Невского" Министерства Обороны Российской Федерации
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Университет Имени Князя Александра Невского" Министерства Обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Университет Имени Князя Александра Невского" Министерства Обороны Российской Федерации
Application granted granted Critical
Publication of RU2785258C1 publication Critical patent/RU2785258C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: vehicle traffic control systems.
SUBSTANCE: invention relates to a vehicle traffic control system. The system contains means of communication, means of radar, satellite means, means of displaying the state of a vehicle and other objects, a measurement unit, an analytical unit, an own and an external database, a control unit, an information unit with task modules, information radii and task execution risk. The system means are configured to measure, receive, process, store, filter, periodically update and output data to the display means about the coordinate, orientation and kinematic data of the vehicle, other vehicles, stationary objects, their kinematic interaction and means of destruction of the vehicle. The block of information with the modules of the task, movement routes and the risk of the task is made with the ability to control the tool by changing its orientation and kinematic parameters depending on the task, information radii and the risk of the task.
EFFECT: increase in the probability of accomplishing the task of the vehicle and the organized group of vehicles in the process of movement is achieved.
7 cl, 1 dwg

Description

Система управления движением предназначена для повышения вероятностей выполнения задачи транспортного средства в процессе движения.The motion control system is designed to increase the probability of completing the task of the vehicle in the process of movement.

Известна система управления движением технических объектов, которая состоит из дистанционно управляемых транспортных средств и удаленного оператора. Каждое средство содержит модули расчета местоположения, определения местоположения, передачи, обновления местоположения, командный и управляющий. Удаленный оператор содержит дисплей, модули расчета местоположения, обновления местоположения, отображения средств на дисплее и командный. Каждое средство и удаленный оператор снабжены системной архитектурой, обеспечивающей совместную работу модулей.A known system for controlling the movement of technical objects, which consists of remotely controlled vehicles and a remote operator. Each facility contains the modules of location calculation, location determination, transmission, location update, command and control. The remote operator contains the display, modules for calculating the location, updating the location, displaying the means on the display, and command. Each tool and remote operator is provided with a system architecture that allows the modules to work together.

Эта система определяет фактическое местоположение каждого средства сравнением расчетных данных с измеренными данными путем генерации пакета координатных, ориентационных и кинематических данных системной архитектуры дистанционно управляемого транспортного средства и оператора. По виртуальному изображению данных транспортного средства, выведенных на дисплей оператора, на транспортное средство передают сигналы управления (патент RU №2564628 по заявке 2012104512/08, кл. С2).This system determines the actual location of each means by comparing the calculated data with the measured data by generating a package of coordinate, orientation and kinematic data of the remotely controlled vehicle and operator system architecture. According to the virtual image of the vehicle data displayed on the operator's display, control signals are transmitted to the vehicle (patent RU No. 2564628 according to application 2012104512/08, class C2).

Однако этот способ не содержит достаточного количества данных технических средств, а также других объектов, необходимых для управления ориентационными и кинематическими параметрами транспортного средства с целью гарантированного выполнения его функции во время движения.However, this method does not contain a sufficient amount of these technical means, as well as other objects necessary to control the orientation and kinematic parameters of the vehicle in order to guarantee the performance of its function during movement.

Известна также информационная система мониторинга и обнаружения событий между транспортными средствами либо между транспортными средствами и стационарными, плавучими или наземными объектами и комплексами с помощью удаленного наблюдения, которая содержит средства связи автоматической информационной системы AIS, применяемой в судоходстве, средств радиолокации, средств спутникового слежения и средств визуального отображения состояния транспортного средства.Also known is an information system for monitoring and detecting events between vehicles or between vehicles and stationary, floating or ground objects and complexes using remote surveillance, which contains means of communication of the automatic information system AIS used in shipping, radar means, satellite tracking means and means visual display of the state of the vehicle.

Система выполнена с возможностью сбора, хранения и фильтрации данных о скорости движения транспортных средств и расстояния между ними, расстоянии от стационарных, плавучих или наземных объектов и комплексов, определения начала и конца встречи с транспортным средством либо со стационарными, плавучими или наземными объектами и комплексами, определения вида встречи в зависимости от вида транспортных средств и вида стационарных, плавучих или наземных объектов и комплексов, обработки и сохранении параметров встреч в базе данных, вывода информации о встречах на средство визуального отображения. Эта система автоматически определяет местоположение объектов, их скорости, расстояния относительно друг друга, а также параметры сближения подвижных и неподвижных объектов для прогнозирования траекторий движения, предотвращения столкновений и безопасного сближения объектов (патент RU №2637069 по заявке 2015146897, кл. С2 - прототип).The system is configured to collect, store and filter data on the speed of vehicles and the distance between them, the distance from stationary, floating or ground objects and complexes, determining the beginning and end of a meeting with a vehicle or with stationary, floating or ground objects and complexes, determining the type of meeting depending on the type of vehicles and the type of stationary, floating or ground objects and complexes, processing and saving the parameters of the meetings in the database, outputting information about the meetings to the visual display tool. This system automatically determines the location of objects, their speeds, distances relative to each other, as well as the parameters of the approach of moving and stationary objects to predict the trajectories of movement, avoid collisions and safe approach of objects (patent RU No. 2637069 according to application 2015146897, class C2 - prototype).

Однако эта система также не содержит достаточного количества данных технических средств, а также других объектов, необходимых для управления ориентационными и кинематическими параметрами транспортного средства и организованной группы таких средств с целью выполнения их функций в ходе и в конце движения.However, this system also does not contain a sufficient amount of these technical means, as well as other objects necessary to control the orientation and kinematic parameters of the vehicle and an organized group of such means in order to perform their functions during and at the end of the movement.

Задачей изобретения является повышение вероятностей выполнения задачи транспортного средства и организованной группы средств в процессе движения.The objective of the invention is to increase the probability of performing the task of the vehicle and an organized group of vehicles in the process of movement.

Технический результат достигается тем, что система управления движением транспортного средства, содержащая средства связи, радиолокации, спутниковые и отображения состояния транспортного средства и других объектов, блок измерения, аналитический блок, собственную и внешнюю базу данных и блок управления, выполненные с возможностью измерения, получения, обработки, хранения, фильтрации, периодического обновления и вывода данных на средство отображения о координатных, ориентационных и кинематических данных транспортного средства, других транспортных средств, стационарных объектов, их кинематического взаимодействия и средств поражения транспортного средства, содержит блок информации с модулями задачи, радиусов информации и риска выполнения задачи, с возможностью управления средством изменением его ориентационных и кинематических параметров в зависимости от задачи, радиусов информации и риска выполнения задачи.The technical result is achieved by the fact that the vehicle traffic control system, containing communication, radar, satellite and display of the state of the vehicle and other objects, a measurement unit, an analytical unit, its own and external database and a control unit, made with the ability to measure, receive, processing, storing, filtering, periodically updating and outputting data to the display means about the coordinate, orientation and kinematic data of the vehicle, other vehicles, stationary objects, their kinematic interaction and means of destruction of the vehicle, contains an information block with task modules, information radii and the risk of the task, with the ability to control the tool by changing its orientation and kinematic parameters depending on the task, information radii and the risk of the task.

При этом блок информации может содержать единый координатный радиус информации или различные координатные радиусы информации для воздушной, наземной и водной сфер, где размещены другие транспортные средства, стационарные объекты и средства поражения транспортного средства и группы транспортных средств. Например, радиус верхней полусферы наземного транспортного средства при угрозе поражения беспилотным летательным аппаратом может быть меньше радиуса информации о наземных объектах, а при угрозе поражения боевым самолетом или низкоорбитальным космическим аппаратом может быть больше радиуса информации о наземных объектах. При этом блок информации выполнен с возможностью изменения координатных радиусов информации от внешней базы данных.In this case, the information block may contain a single coordinate radius of information or different coordinate radii of information for the air, land and water spheres where other vehicles, stationary objects and means of destruction of a vehicle and a group of vehicles are located. For example, the radius of the upper hemisphere of a ground vehicle in case of a threat of being hit by an unmanned aerial vehicle may be less than the radius of information about ground objects, and in case of a threat of being hit by a combat aircraft or a low-orbit spacecraft, it can be greater than the radius of information about ground objects. At the same time, the information block is configured to change the coordinate radii of information from an external database.

Модуль риска может содержать количественную величину риска группы транспортных средств, связанную с координатным радиусом, модуль выполнен с возможностью изменения риска от внешней базы данных. Зависимость величины риска выполнения функций и задачи транспортного средства или группы транспортных средств от координатных, ориентационных и кинематических параметров транспортного средства для координатного радиуса информации выполнена с возможностью вывода на средство отображения.The risk module may contain the quantitative value of the risk of a group of vehicles associated with the coordinate radius, the module is configured to change the risk from an external database. The dependence of the value of the risk of performing the functions and tasks of the vehicle or group of vehicles on the coordinate, orientation and kinematic parameters of the vehicle for the coordinate radius of the information is made with the possibility of output to the display means.

Изобретение поясняется фиг. 1, где обозначено: 1 - транспортное средство; 2 - средства связи, радиолокации, спутниковые и отображения; 3 - блок измерения; 4 - модули координатных, ориентационных и кинематических параметров транспортного средства, других транспортных средств, стационарных объектов и их кинематического взаимодействия; 5 - база данных транспортного средства; 6 - аналитический блок; 7 - модуль расчета параметров; 8 - внешняя база данных; 9 - блок управления; 10 - модуль управления по риску; 11 - блок информации; 12 - модуль задачи; 13 - модуль риска; 14 - модуль радиусов информации.The invention is illustrated in FIG. 1, where it is indicated: 1 - vehicle; 2 - means of communication, radar, satellite and display; 3 - measurement unit; 4 - modules of coordinate, orientation and kinematic parameters of the vehicle, other vehicles, stationary objects and their kinematic interaction; 5 - vehicle database; 6 - analytical block; 7 - module for calculating parameters; 8 - external database; 9 - control unit; 10 - risk management module; 11 - information block; 12 - task module; 13 - risk module; 14 - information radius module.

Транспортное средство может содержать экипаж или/и удаленный орган управления, например, совмещенный с внешней базой данных.The vehicle may contain a crew and/or remote control, for example, combined with an external database.

Работа системы происходит следующим образом. В исходном положении в базу данных 5 и блок информации 11 системы управления транспортного средства 1 вводят параметры задачи, например, время прибытия средства или группы средств в заданную точку маршрута, а также степень риска выполнения задачи с учетом радиусов информации, устанавливающей наличие и параметры других транспортных средств, стационарных объектов и средств поражения транспортного средства и группы транспортных средств. В модуль задачи 12 вводят данные об относительном допустимом количестве группы средств, например, 0,9 или 90%. В модуль риска 13 вводят степень риска, в зависимости от задачи и радиуса информации, например, 0,05, которая понимается как вероятность не выполнения задачи 5%. При этом вероятность выполнения задачи при сохранении 90% транспортных средств понимается как 0,95 или 95%. В модуль 14 вводят радиусы информации о наличии других транспортных средств, стационарных объектов и средств поражения транспортного средства и группы транспортных средств.The system works as follows. In the initial position, the database 5 and the information block 11 of the control system of the vehicle 1 enter the parameters of the task, for example, the time of arrival of the vehicle or group of vehicles at a given point on the route, as well as the degree of risk of the task, taking into account the radii of information that establishes the presence and parameters of other vehicles means, stationary objects and means of destruction of a vehicle and a group of vehicles. In the task module 12 enter data on the relative allowable amount of the group of funds, for example, 0.9 or 90%. In the risk module 13 enter the degree of risk, depending on the task and the radius of information, for example, 0.05, which is understood as the probability of not completing the task 5%. In this case, the probability of completing the task while maintaining 90% of the vehicles is understood as 0.95 or 95%. In module 14 enter the radii of information about the presence of other vehicles, stationary objects and means of destruction of the vehicle and group of vehicles.

В процессе движения транспортного средства, используя встроенные и внешние средства связи, радиолокации и спутниковые 2, в блоке 3 измеряют и размещают данные в модуле 4 о своих координатных, ориентационных и кинематических параметрах, а также о подобных параметрах других транспортных средств, стационарных объектов и их кинематического взаимодействия, например, столкновений. Кроме того, при изменении радиусов информации в процессе движения транспортного средства, в модуле 7 рассчитывают параметры воздействия других транспортных средств, стационарных объектов и средств поражения на транспортное средство. Эти параметры обрабатывают, хранят, фильтруют, периодически обновляют в базах данных 5 и 8 и, при необходимости, выводят на средство отображения информации, например, визуальное. При получении данных от средств связи, радиолокации и спутниковых в пределах радиуса информации, в аналитическом блоке 6 с использованием модуля 7 производят расчет координатных, ориентационных и кинематических и других параметров в зависимости от расхождения заданной и расчетной степени риска и модулем 10 блока 9 управляют направлением движения и скоростью транспортного средства.In the process of vehicle movement, using built-in and external means of communication, radar and satellite 2, in block 3 they measure and place data in module 4 about their coordinate, orientation and kinematic parameters, as well as about similar parameters of other vehicles, stationary objects and their kinematic interaction, such as collisions. In addition, when changing the information radii during the movement of the vehicle, module 7 calculates the parameters of the impact of other vehicles, stationary objects and weapons on the vehicle. These parameters are processed, stored, filtered, periodically updated in databases 5 and 8 and, if necessary, displayed on a means of displaying information, for example, visual. When receiving data from communications, radar and satellite within the radius of information, in the analytical block 6 using module 7, the coordinate, orientation and kinematic and other parameters are calculated depending on the discrepancy between the specified and calculated degree of risk, and module 10 of block 9 controls the direction of movement and vehicle speed.

Расчет параметров движения производят для задачи транспортного средства с учетом радиуса информации о наличии и параметрах других транспортных средств, стационарных объектов и средств поражения транспортного средства и группы транспортных средств в ходе движения. При изменении в модуле 12 задачи транспортного средства или группы транспортных средств, по времени прибытия в заданную точку или вероятности выполнения задачи, изменении радиуса информации в модуле 14 или риска в модуле 13 от внешней базы данных 8, информация через блок 11 поступает в аналитический блок 8 и блок 9, откуда управляют скоростью и направлением движения транспортного средства изменением ориентационных и кинематических параметров.Calculation of motion parameters is carried out for the task of a vehicle, taking into account the radius of information about the presence and parameters of other vehicles, stationary objects and means of destruction of a vehicle and a group of vehicles in the course of movement. When changing in module 12 the task of a vehicle or a group of vehicles, according to the time of arrival at a given point or the probability of completing the task, changing the radius of information in module 14 or the risk in module 13 from an external database 8, information through block 11 enters the analytical block 8 and block 9, from where the speed and direction of the vehicle are controlled by changing the orientation and kinematic parameters.

При получении информации от средств связи, радиолокации, спутниковых или от внешней базы данных об изменении объектов в установленном радиусе информации, модулем 14 транспортного средства изменяют единый координатный радиус или изменяют радиус в наземной, воздушной и водной сферах.When receiving information from means of communication, radar, satellite or from an external database about the change of objects within the established information radius, the vehicle module 14 changes the single coordinate radius or changes the radius in the ground, air and water spheres.

Зависимость величины риска выполнения функций и задачи транспортного средства или группы транспортных средств от радиуса информации о наличии и параметрах других транспортных средств, стационарных объектов и средств поражения транспортного средства и группы транспортных средств, а также координатных, ориентационных и кинематических параметров транспортного средства выполнена с возможностью вывода на средство отображения, используемое экипажем или удаленным средством управления транспортного средства. Экипаж может принять собственное решение или направить это решение во внешнюю базу данных для согласования применения.The dependence of the risk value of performing the functions and tasks of a vehicle or a group of vehicles on the radius of information about the presence and parameters of other vehicles, stationary objects and means of destruction of a vehicle and a group of vehicles, as well as the coordinate, orientation and kinematic parameters of the vehicle is made with the possibility of output to the display used by the crew or remote control of the vehicle. The crew can make their own decision or send this decision to an external database for application approval.

Технический результат изобретения позволяет повысить вероятности выполнения задачи транспортного средства и организованной группы средств в процессе движения.The technical result of the invention makes it possible to increase the probability of completing the task of the vehicle and the organized group of vehicles in the process of movement.

Claims (7)

1. Система управления движением транспортного средства, содержащая средства связи, радиолокации, спутниковые и отображения состояния транспортного средства и других объектов, блок измерения, аналитический блок, собственную и внешнюю базу данных и блок управления, выполненные с возможностью измерения, получения, обработки, хранения, фильтрации, периодического обновления и вывода данных на средство отображения о координатных, ориентационных и кинематических данных транспортного средства, других транспортных средств, стационарных объектов, их кинематического взаимодействия и средств поражения транспортного средства, отличающаяся тем, что содержит блок информации с модулями задачи, радиусов информации и риска выполнения задачи, с возможностью управления средством изменением его ориентационных и кинематических параметров в зависимости от задачи, радиусов информации и риска выполнения задачи.1. A vehicle traffic control system containing means of communication, radar, satellite and displaying the state of the vehicle and other objects, a measurement unit, an analytical unit, its own and external database and a control unit, made with the ability to measure, receive, process, store, filtering, periodically updating and outputting data to the display means about the coordinate, orientation and kinematic data of the vehicle, other vehicles, stationary objects, their kinematic interaction and means of destruction of the vehicle, characterized in that it contains an information block with task modules, information radii and the risk of the task, with the ability to control the tool by changing its orientation and kinematic parameters depending on the task, information radii and the risk of the task. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что модуль задачи содержит различные координатные радиусы информации для воздушной, наземной и водной сфер.2. The system according to claim 1, characterized in that the task module contains different coordinate radii of information for the air, land and water spheres. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что модуль задачи выполнен с возможностью изменения координатных радиусов информации от внешней базы данных.3. The system according to claim 1, characterized in that the task module is configured to change the coordinate radii of information from an external database. 4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что модуль риска содержит количественную величину риска группы средств, связанную с координатным радиусом информации.4. The system according to claim 1, characterized in that the risk module contains a quantitative value of the risk of a group of funds associated with the coordinate radius of information. 5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что модуль риска содержит количественную величину риска группы транспортных средств, связанную с координатным радиусом информации.5. The system according to claim 1, characterized in that the risk module contains a quantitative value of the risk of a group of vehicles associated with the coordinate radius of information. 6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что модуль риска выполнен с возможностью изменения риска от внешней базы данных.6. The system according to claim 1, characterized in that the risk module is configured to change the risk from an external database. 7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что зависимость величины риска от координатных, ориентационных и кинематических параметров транспортного средства для координатного радиуса информации выполнена с возможностью вывода на средство отображения.7. The system according to claim. 1, characterized in that the dependence of the risk on the coordinate, orientation and kinematic parameters of the vehicle for the coordinate radius of the information is made with the possibility of output to the display means.
RU2022104024A 2022-02-16 Vehicle traffic control system with considering the task, information radius and risk RU2785258C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2785258C1 true RU2785258C1 (en) 2022-12-05

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8380362B2 (en) * 2009-07-10 2013-02-19 The Boeing Company Systems and methods for remotely collaborative vehicles
RU2637069C2 (en) * 2015-11-02 2017-11-29 Илья Николаевич Шаповалов Information system for monitoring and detecting events between vehicles or between vehicles and stationary, floating or surface facilities and complexes by remote observation
WO2018129321A1 (en) * 2017-01-06 2018-07-12 Aurora Flight Sciences Corporation Collision-avoidance system and method for unmanned aircraft

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8380362B2 (en) * 2009-07-10 2013-02-19 The Boeing Company Systems and methods for remotely collaborative vehicles
RU2637069C2 (en) * 2015-11-02 2017-11-29 Илья Николаевич Шаповалов Information system for monitoring and detecting events between vehicles or between vehicles and stationary, floating or surface facilities and complexes by remote observation
WO2018129321A1 (en) * 2017-01-06 2018-07-12 Aurora Flight Sciences Corporation Collision-avoidance system and method for unmanned aircraft

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8706394B2 (en) Control and systems for autonomously driven vehicles
EP0609162A2 (en) Airborne obstacle collision avoidance apparatus
WO1996035982A1 (en) Autonomous command and control unit for mobile platform
CN102013175A (en) Mid-term air traffic conflict detection method based on 4D flight path and radar data
US11618444B2 (en) Methods and systems for autonomous vehicle inference of routes for actors exhibiting unrecognized behavior
US11946746B2 (en) Method for satellite-based detection of a vehicle location by means of a motion and location sensor
EP1476719B1 (en) Method and system for calculating a flight route
US20230260408A1 (en) Autonomous aircraft separation system and method
RU2785258C1 (en) Vehicle traffic control system with considering the task, information radius and risk
RU2785259C1 (en) Vehicle traffic control system with taking into account the task, routes, information radius and risk
US11851083B2 (en) Methods and system for constructing data representation for use in assisting autonomous vehicles navigate intersections
CA3193502A1 (en) Method to navigate an unmanned aerial vehicle to avoid collisions
RU2785244C1 (en) Vehicle traffic control system according to the task, routes and risk
RU2785243C1 (en) Vehicle traffic control system taking into account the task and risk
Legovich et al. Integration of modern technologies for solving territory patroling problems with the use of heterogeneous autonomous robotic systems
Adnastarontsau et al. Algorithm for Control of Unmanned Aerial Vehicles in the Process of Visual Tracking of Objects with a Variable Movement’s Trajectory
EP4047437B1 (en) Methods and systems for searchlight control for aerial vehicles
US20230286529A1 (en) Systems and methods for dynamic data mining during data collection missions
AU677755B2 (en) Integrated vehicle positioning and navigation system, apparatus and method
UA143246U (en) SPECIAL PURPOSE GROUP MOVEMENT CONTROL SYSTEM
CN117311385A (en) Unmanned aerial vehicle protection system and method based on multidimensional detection data
AU679321B2 (en) System and method for detecting obstacles in a road
CN117806343A (en) Unmanned equipment intelligent control system facing to offshore satellite launching security task
CN114066129A (en) Centrally coordinated collision avoidance based on vehicle operation
AvantGuardium RONIN Technical Document for DARPA Urban Challenge